CN112088483B - 静电致动器及物理量传感器 - Google Patents

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Abstract

静电致动器具备固定电极(1)和以与固定电极(1)对置的方式配置的可动电极(2)。可动电极(2)能够相对于固定电极(1)及固定部(3)位移。在可动电极(2)与固定部(3)之间作用吸引力。并且，静电致动器的在对固定电极(1)及可动电极(2)施加了电压时的可动电极(2)的非线性振动被在可动电极(2)与固定部(3)之间作用的吸引力降低。

Description

静电致动器及物理量传感器
关联申请的相互参照
本申请基于2018年6月11日提出申请的日本专利申请第2018－111336号，这里通过参照而引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及静电致动器及物理量传感器。
背景技术
在陀螺仪传感器等中，使用具备固定电极和可动电极、通过在电极间作用的静电力使可动电极振动的静电致动器。作为静电致动器，使用各电极相对于可动电极的驱动方向垂直配置的挤压(squeezed)型、或各电极被做成具有与可动电极的驱动方向平行的突出部的梳齿电极的滑动(slide)型(例如，参照专利文献1)。
在挤压型的静电致动器中，由于可动电极在与对置面垂直的方向上位移，所以通过可动电极的位移而极板间距离变化，随之静电力也变化。即，可动电极的振幅的变化相对于输入电力为非线性。相对于此，在滑动型的静电致动器中，静电力不论可动电极的位移量如何都能够视为一定，振幅的变化与输入电力成比例。因此，滑动型的静电致动器与挤压型的静电致动器相比，可动电极的振幅的控制较容易。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－6238号公报
发明内容
但是，无论哪种静电致动器，在使输入电压变大而使可动电极的振幅变大的情况下，都由于硬弹簧效应而共振频率变化，对于输入电压的频率，振幅的解存在多个，所以振动变得不稳定。因而，在为了陀螺仪传感器的高灵敏度而增大振幅的情况下，为了使振幅稳定而需要复杂的控制。
本发明的目的在于，提供能够实现控制性的提高的静电致动器及物理量传感器。
根据本发明的一技术方案，具备固定电极和以与固定电极对置的方式配置的可动电极、通过作用于电极间的静电力使可动电极振动的静电致动器构成为，可动电极能够相对于固定电极及固定部位移，在可动电极与固定部之间作用有吸引力，对固定电极及可动电极施加了电压时的可动电极的非线性振动被作用在可动电极与固定部之间的吸引力降低。
这样，通过使得在可动电极与固定部之间作用吸引力，能够降低对固定电极及可动电极施加了电压时的可动电极的非线性振动。并且，通过降低可动电极的非线性振动，对于输入电压的频率唯一地决定可动电极的振幅的解那样的振幅的范围扩大，可动电极的振幅的控制性提高。
另外，对各构成要素等赋予的带括号的参照标记用于表示该构成要素等与后述实施方式中记载的具体构成要素等的对应关系的一例。
附图说明
图1是第1实施方式的静电致动器的平面图。
图2是图1的II部分的放大图。
图3是表示输入电压与可动电极的振幅的关系的图。
图4是表示输入电压的频率与可动电极的振幅的关系的图。
图5是第2实施方式的静电致动器的平面图。
图6是第3实施方式的振动型角速度传感器的平面图。
图7是表示第3实施方式的振动型角速度传感器的动作的平面图。
图8是表示对第3实施方式的振动型角速度传感器施加了角速度时的状况的平面图。
图9是其他实施方式的静电致动器的平面图。
图10是其他实施方式的静电致动器的平面图。
图11是其他实施方式的静电致动器的平面图。
图12是其他实施方式的静电致动器的平面图。
图13是其他实施方式的静电致动器的平面图。
图14是其他实施方式的静电致动器的平面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式中，对于相互相同或等同的部分赋予相同的标记而进行说明。
(第1实施方式)
对第1实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的静电致动器具备固定电极1、可动电极2、固定部3和梁部4。本实施方式的静电致动器是将依次层叠有支承层、牺牲层、活性层的SOI(Silicon on Insulator的简称)基板进行加工而形成的MEMS(Micro ElectroMechanical Systems的简称)器件。支承层、活性层由Si构成，牺牲层由SiO2构成。固定电极1、可动电极2、固定部3、梁部4通过对SOI基板施以蚀刻等处理而形成。另外，静电致动器也可以由SiC、Si3N4、Al、Fe、Cu、Ni等构成。
固定电极1及固定部3包括SOI基板的活性层的一部分，相对于支承层及牺牲层而被固定。在本实施方式中，在可动电极2与固定部3之间作用吸引力。具体而言，固定部3的一部分被设为固定电极3a，如后述那样，通过对可动电极2和固定电极3a施加电压，在可动电极2与固定电极3a之间作用静电力。固定电极1和固定电极3a分体而构成。固定电极1、固定电极3a分别相当于第1、第2固定电极。
可动电极2及梁部4包括SOI基板的活性层的一部分。在可动电极2及梁部4的下部，牺牲层被除去，可动电极2及梁部4能够相对于支承层位移。
在本实施方式中，固定电极1、可动电极2、固定电极3a为棒状，各电极的截面为矩形。固定电极3a相对于可动电极2而言配置在与固定电极1相反侧，各电极以固定电极1与可动电极2的一面对置、固定电极3a与可动电极2的另一面对置的方式平行地延伸设置。可动电极2及固定电极3a中的相互对置的面为平坦面。
可动电极2的端部与梁部4连结。在SOI基板，形成有未图示的弹簧等，梁部4经由弹簧等被活性层中的固定于支承层及牺牲层的部分所支承。
将与构成静电致动器的SOI基板的支承层、牺牲层、活性层的层叠方向、以及固定电极1等的延伸设置方向这双方垂直的方向设为第1方向，将与固定电极1等的延伸设置方向平行的方向设为第2方向。可动电极2及梁部4能够在第1方向上位移。
在固定电极1，形成有从与可动电极2对置的面向第1方向突出的突出部1a。此外，在可动电极2，形成有从与固定电极1对置的面向第1方向突出的突出部2a。突出部1a、突出部2a的至少一方形成有多个，在第2方向上交替地排列。在本实施方式中，突出部1a及突出部2a分别形成有多个，在第2方向上以等间隔排列，固定电极1、可动电极2为梳齿状。另外，在本实施方式中，突出部1a相当于第1突出部，突出部2a相当于第2突出部。
将包括固定电极1和可动电极2的电极对设为电极对5。电极对5相当于第1电极对。若向电极对5施加电压、静电力作用于可动电极2，则可动电极2如上述那样在第1方向上位移。由此，即使可动电极2位移，突出部1a与突出部2a之间的距离也被维持。这样，由电极对5构成滑动型的静电致动器。
将包括可动电极2和固定电极3a的电极对设为电极对6。电极对6相当于第2电极对。由电极对6构成挤压型的静电致动器，若向电极对6施加电压而静电力作用于可动电极2、可动电极2在第1方向上位移，则可动电极2与固定电极3a之间的距离变化。
对本实施方式的可动电极2的振幅的控制方法进行说明。设真空的介电常数为ε0，设突出部1a和突出部2a的数量为n0，设施加在固定电极1与可动电极2之间的电压为V1。如图2所示，设突出部1a与突出部2a的距离为d0，设固定电极1和可动电极2的厚度为h，设可动电极2向第1方向的位移为x。另外，将从固定电极1朝向固定电极3a的朝向设为x的正向。作用在固定电极1与可动电极2之间的静电力F1根据电压V1及位移x而变化，但由x带来的F1的变化是微小的，如果将其忽视，则F1由数式1表示。
[数式1]
此外，设可动电极2与固定电极3a的对置面积为S，设施加在可动电极2与固定电极3a之间的电压为V2，设V1＝V2＝0时的可动电极2与固定电极3a的距离为g，则作用在可动电极2与固定电极3a之间的静电力F2由数式2表示。这样，静电力F2根据电压V2和位移x而变化，可动电极2与固定电极3a的距离越短则静电力F2越大。由于通过电压V2的波动等而位移x非线性地变动，所以根据挤压型的电极对6，可动电极2的振幅的控制变得复杂。
[数式2]
因此，在本实施方式中，将电压V1设为直流电压Vdc与交流电压Vaccosωt的和，通过电压V1对位移x进行控制。通过这样设定电压V1，VdcVac与可动电极2的振幅的关系成为图3所示那样。这样，在本实施方式中，由于振幅相对于VdcVac线性地变化，所以振幅的控制容易。
此外，设包括可动电极2和梁部4的可动部的质量为m，设衰减系数为c，设未图示的弹簧的弹簧常数为k，设作用于可动电极2的力为F，则可动电极2的运动方程式由数式3表示。
[数式3]
在数式3中，β是由从牺牲层释放出的活性层的材料及形状决定的系数。由于x3的项具有有限的值，所以可动电极2非线性振动。具体而言，可动电极2的共振曲线例如如图4的单点划线所示那样向高频侧倾斜，由此振动变得不稳定。
这样共振曲线向高频侧倾斜的硬弹簧(hard spring)效应不依赖于电极构造，当电极的位移量变大时显现。但是，在挤压型的静电致动器中，由于电极间的距离越小则静电力越大，所以通过增大输入偏压，能够引起共振曲线向低频侧倾斜的软弹簧(soft spring)效应。在本实施方式中，通过借助挤压型的电极对6的软弹簧效应降低滑动型的电极对5的驱动状态下的硬弹簧效应，来降低图4的单点划线所示那样的非线性振动。
例如，设V1＝Vaccosωt+Vdc，V2＝vaccosω’t+vdc，向数式3的F代入电极对5及电极对6的静电力，则可动电极2的运动方程式由数式4表示。另外，在数式4中，Di＝l(1/g)i－1，如图1所示，l是可动电极2与固定电极3a的对置的部分的长度。
[数式4]
通过对固定电极3a的配置参数和输入电压进行调整，能够使数式4中的x3的系数成为0。由此，如图4的实线所示那样，共振曲线向高频侧的倾斜度成为0。
如以上说明的那样，在本实施方式中，通过用向电极对5的输入电压驱动可动电极2，如图3所示，相对于向电极对5的输入电力而言，可动电极2的振幅线性地变化。此外，向电极对5施加了电压时的可动电极2的非线性振动通过作用在电极对6的电极间的力而被降低。由此，可动电极2的振幅的控制性提高。
(第2实施方式)
对第2实施方式进行说明。本实施方式相对于第1实施方式变更了固定电极的结构，其他部分与第1实施方式是同样的，所以仅对与第1实施方式不同的部分进行说明。
本实施方式中，如图5所示，固定电极1和固定电极3a被梁部7连结而一体地构成。在这样的结构中，施加于电极对6的电压V2与施加于电极对5的电压V1同样地周期性变化，可动电极2的运动方程式由数式5表示。
[数式5]
通过设计各电极以使数式5中的非线性项的系数成为0，在本实施方式中也能够与第1实施方式同样地降低可动电极2的非线性振动。
(第3实施方式)
对第3实施方式进行说明。这里，对将静电致动器应用于振动型角速度传感器的例子进行说明，但也可以将静电致动器应用于其他物理量传感器。
在本实施方式中说明的振动型角速度传感器是用来将角速度作为物理量而检测的传感器，例如用于检测绕与车辆上下方向平行的中心线的旋转角速度，当然，还能够将振动型角速度传感器应用于车辆用途以外。
图6是本实施方式的振动型角速度传感器的平面示意图。振动型角速度传感器以使图6的纸面法线方向与车辆的上下方向一致的方式被搭载于车辆。振动型角速度传感器形成在板状的基板10的一面侧。基板10为SOI基板。将基板10的支承层作为支承基板11，将活性层作为半导体层12。在将半导体层12侧蚀刻为传感器构造体的图案后将埋入氧化膜局部地除去，得到传感器构造体的一部分被释放的状态，由此构成振动型角速度传感器。
另外，在本实施方式中，将与半导体层12的表面平行且相互垂直的两个方向分别设为第1方向、第2方向，将与半导体层12的表面垂直的方向设为第3方向。
半导体层12被布图为固定部20和可动部30及梁部40。固定部20至少在其背面的一部分残留有埋入氧化膜，没有被从支承基板11释放，成为经由埋入氧化膜而被固定于支承基板11的状态。可动部30及梁部40构成振动型角速度传感器的振子。可动部30的背面侧的埋入氧化膜被除去，成为被从支承基板11释放了的状态。梁部40支承可动部30并且为了进行角速度检测而使可动部30在第1方向及第2方向上位移。对这些固定部20和可动部30及梁部40的具体构造进行说明。
固定部20具有用来支承可动部30的支承用固定部21、被施加驱动用电压的驱动用固定部22、23以及用于角速度检测的检测用固定部24、25。
支承用固定部21例如将固定部20中的其他部分(即，驱动用固定部22、23及检测用固定部24、25)及可动部30等传感器构造体的周围包围而配置，在其内壁经由梁部40支承着可动部30。这里，例举支承用固定部21将传感器构造体的周围整个区域包围的构造，但也可以是仅形成于其一部分的构造。
驱动用固定部22、23如后述那样，具有配置在外侧驱动重物31与内侧驱动重物33之间的驱动用固定部22、和配置在外侧驱动重物32与内侧驱动重物34之间的驱动用固定部23。这些驱动用固定部22、23采用具备基部22a、23a和梳齿状的驱动用固定电极22b、23b的结构。驱动用固定电极22b、23b相当于第1固定电极。
基部22a、23a在第1方向上延伸设置，对于基部22a、23a，连接着多个驱动用固定电极22b、23b。并且，经由设于基部22a、23a的未图示的键合焊盘所连接的键合线，被从外部施加与DC电压进行了相加的AC电压(即，驱动用电压)。通过对基部22a、23a施加希望的AC电压，在各驱动用固定电极22b、23b上也被施加希望的AC电压。
驱动用固定电极22b、23b如后述那样是梳齿状的电极，与设置于外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34的梳齿状的驱动用可动电极31b、32b、33b、34b的各梳齿对置配置。具体而言，驱动用固定电极22b、23b包括在第2方向上延伸设置的多个支承部22c、23c和从各支承部22c、23c沿第1方向延伸设置的多个梳齿状电极22d、23d。并且，驱动用固定电极22b、23b采用在基部22a、23a的第2方向两侧沿第1方向排列有多个这样的构造体的结构。
检测用固定部24、25配置在如后述那样设置于内侧驱动重物33、34的检测重物35、36内。检测用固定部24、25采用具有基部24a、25a和检测用固定电极24b、25b的结构。
在基部24a、25a，具备未图示的键合焊盘，经由与该键合焊盘连接的键合线，能够进行向外部的信号取出。检测用固定电极24b、25b是从基部24a、25a沿第1方向延伸设置的多个梳齿状的电极，与设置于检测重物35、36的梳齿状的检测用可动电极35b、36b的各梳齿对置配置。
可动部30是对应于角速度的施加而位移的部分，采用具有外侧驱动重物31、32、内侧驱动重物33、34及检测重物35、36的结构。可动部30被设计成在第2方向上依次排列有外侧驱动重物31、具备检测重物35的内侧驱动重物33、具备检测重物36的内侧驱动重物34、以及外侧驱动重物32的布局。即，采用内部具备检测重物35、36的内侧驱动重物33、34在内侧排列有两个、并且以将这两个内侧驱动重物33、34夹入的方式在两外侧进一步配置有外侧驱动重物31、32的构造。
外侧驱动重物31、32采用具有质量部31a、32a和驱动用可动电极31b、32b的结构。
质量部31a、32a在第1方向上延伸设置。质量部31a与驱动用固定部22的基部22a对置配置，质量部32a与驱动用固定部23的基部23a对置配置。将该质量部31a、32a作为重物，使得外侧驱动重物31、32能够在第1方向上移动。
支承用固定部21的一部分朝向质量部31a、32a的端部而在第1方向上延伸设置，被作为固定电极21a。固定电极21a形成有4个，各固定电极21a的端面与质量部31a、32a的第1方向的端面对置。在本实施方式中，挤压型的电极对包括质量部31a、32a和固定电极21a，可动部30、固定电极21a分别相当于可动电极、第2固定电极。
驱动用可动电极31b、32b是梳齿状的电极，与设置于驱动用固定部22、23的梳齿状的驱动用固定电极22b、23b的各梳齿对置配置。具体而言，驱动用可动电极31b、32b包括在第2方向上延伸设置的多个支承部31c、32c和从各支承部31c、32c在第1方向上延伸设置的多个梳齿状电极31d、32d。并且，驱动用可动电极31b、32b采用在质量部31a、32a中的驱动用固定部22、23侧在第1方向上排列有多个这样的构造体的结构。这样，滑动型的电极对包括驱动用固定电极22b、23b和驱动用可动电极31b、32b。
内侧驱动重物33、34采用具有质量部33a、34a和驱动用可动电极33b、34b的结构。
质量部33a、34a为四边形的框体形状，将该质量部33a、34a作为重物，使得内侧驱动重物33、34能够在第1方向上移动。以四边形构成的各质量部33a、34a的相对的两边分别与第1方向及第2方向平行，与第1方向平行的边中的一边被与驱动用固定部22、23的基部22a、23a对置配置。具体而言，质量部33a、34a的与第1方向平行的边中的一边被与驱动用固定部22、23的基部22a、23a对置配置，在该与基部22a、23a对置配置的一边，具备驱动用可动电极33b、34b。
驱动用可动电极33b、34b是梳齿状的电极，与设置于驱动用固定部22、23的梳齿状的驱动用固定电极22b、23b的各梳齿对置配置。具体而言，驱动用可动电极33b、34b包括在第2方向上延伸设置的多个支承部33c、34c和从各支承部33c、34c沿第1方向延伸设置的多个梳齿状电极33d、34d。并且，驱动用可动电极33b、34b采用在质量部33a、34a中的驱动用固定部22、23侧在第1方向上排列有多个这样的构造体的结构。
检测重物35、36采用具有质量部35a、36a和检测用可动电极35b、36b的结构。
质量部35a、36a为四边形的框体形状，经由后述的梁部40中的检测梁41而被支承于内侧驱动重物33、34的内壁面。检测重物35、36被与内侧驱动重物33、34一起在第1方向上移动，但采用将质量部35a、36a作为重物、检测重物35、36能够在第2方向上移动的结构。检测用可动电极35b、36b是从质量部35a、36a的内壁面沿第1方向延伸设置的多个梳齿状的电极，与设置于检测用固定部24、25的梳齿状的检测用固定电极24b、25b的各梳齿对置配置。
梁部40采用具有检测梁41、驱动梁42及支承部件43的结构。
检测梁41是将内侧驱动重物33、34的质量部33a、34a的内壁面中的与第2方向平行的边和检测重物35、36的质量部35a、36a的外壁面中的与第2方向平行的边进行连接的梁。由于检测梁41能够在第2方向上位移，所以基于该检测梁41的位移，检测重物35、36能够相对于内侧驱动重物33、34在第2方向上移动。
驱动梁42将外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34连结，并且实现这些外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34的向第1方向的移动。一方的外侧驱动重物31、一方的内侧驱动重物33、另一方的内侧驱动重物34及另一方的外侧驱动重物32在依次排列的状态下被驱动梁42连结。
具体而言，驱动梁42是第1方向的宽度为规定尺寸的直线状梁，在第1方向上，在将外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34夹着的两侧各配置有一根。各驱动梁42被连接到外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34。驱动梁42与外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34可以直接连接，但例如在本实施方式中将驱动梁42和内侧驱动重物33、34经由连结部42a连接。
支承部件43对外侧驱动重物31、32、内侧驱动重物33、34及检测重物35、36进行支承。具体而言，支承部件43设置在支承用固定部21的内壁面与驱动梁42之间，经由驱动梁42将上述各重物31～36支承于支承用固定部21。
支承部件43采用具有旋转梁43a、支承梁43b及连结部43c的结构。旋转梁43a是第1方向的宽度为规定尺寸的直线状梁，在其两端连接着支承梁43b，并且在与支承梁43b相反侧的中央位置连接着连结部43c。该旋转梁43a在传感器驱动时以连结部43c为中心以S字状起伏而挠曲。支承梁43b将旋转梁43a的两端连接到支承用固定部21，在本实施方式中为直线状部件。该支承梁43b还起到在施加有冲击等时允许各重物31～36在第2方向上移动的作用。连结部43c起到将支承部件43连接到驱动梁42的作用。
通过以上这样的构造，构成了具备一对角速度检测构造的振动型角速度传感器，所述一对角速度检测构造分别各具备两个外侧驱动重物31、32、内侧驱动重物33、34及检测重物35、36。
接着，参照图7及图8对这样构成的振动型角速度传感器的动作进行说明。
首先，参照图7对振动型角速度传感器的基本动作时的状况进行说明。若通过对驱动用固定部22、23施加与DC电压进行了相加的AC电压、在外侧驱动重物31、32及内侧驱动重物33、34之间产生电位差，则基于该电位差，在第1方向上产生静电力。基于该静电力，使各驱动重物31～34在第1方向上振动。
此时，通过驱动用固定电极22b、驱动用可动电极31b、驱动用可动电极33b的配置，如图7所示，使得外侧驱动重物31和内侧驱动重物33在第1方向上相互以相反相位振动。此外，通过驱动用固定电极23b、驱动用可动电极32b、驱动用可动电极34b的配置，如图7所示，使得外侧驱动重物32和内侧驱动重物34在第1方向上相互以相反相位振动。进而，使得两个内侧驱动重物33、34在第1方向上以相反相位振动。由此，振动型角速度传感器以驱动模式形状被驱动。
另外，此时，驱动梁42以S字状起伏从而允许各重物31～34向第1方向的移动，但关于将旋转梁43a与驱动梁42连接的连结部43c的部分，成为振幅的节(即不动点)，成为几乎不位移的构造。
接着，参照图8说明对振动型角速度传感器施加了角速度时的状况。若在进行上述的图7那样的基本动作时对振动型角速度传感器施加绕第3方向的轴的角速度，则通过科里奥利力，如图8所示，检测重物35、36向第2方向位移。通过该位移，由检测用可动电极35b和检测用固定电极24b构成的电容器的电容值、由检测用可动电极36b和检测用固定电极25b构成的电容器的电容值变化。
因此，通过根据来自检测用固定部24、25的键合焊盘的信号取出而读取电容器的电容值的变化，能够检测角速度。例如，在如本实施方式那样的结构的情况下，由于能够将从两个角速度检测构造分别取出的信号进行差动放大而读取电容器的电容值的变化，所以能够更正确地检测角速度。这样，通过本实施方式的振动型角速度传感器，能够检测所施加的角速度。
若与第1实施方式同样地对滑动型的电极对和挤压型的电极对施加电压，则在本实施方式中，可动电极的运动方程式由数式6表示。
[数式6]
通过对固定电极21a、驱动用固定电极22b、23b、可动部30的形状等进行调整，使数式6中的x3的系数成为0，能够使可动部30的共振曲线向高频侧的倾斜度成为0。
这样，在本实施方式中，也通过将滑动型的电极对和挤压型的电极对组合使用，从而与第1实施方式同样地，可动电极的振幅的控制性提高。由此，在振动型角速度传感器如上述那样动作时，能够高精度地控制可动电极的振幅，角速度的检测精度提高。
(其他实施方式)
对本发明依据实施方式进行了记述，但应理解的是本发明并不限定于该实施方式及构造。本发明也包含各种各样的变形例及等价范围内的变形。除此以外，各种各样的组合及形态，进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合及形态也落入在本发明的范畴及思想范围中。
例如，可以是，将固定电极3a中的与可动电极2对置的面做成凹形状，与之对应地，将可动电极2中的与固定电极3a对置的面做成凸形状。例如，如图9所示，可以是，将固定电极1、可动电极2、固定电极3a做成以朝向第1方向的一侧凸出的方式弯曲的形状。
此外，如果将固定电极1、可动电极2、固定电极3a中的相互对置的部分整体做成相对于与第1方向平行的轴而对称的形状，则突出部1a、突出部2a也可以不以等间隔排列。例如，在图9所示的结构中，如果固定电极1等是相对于经过固定电极1等的中心的与第1方向平行的轴而对称的形状，则中央部的突出部1a与突出部2a的距离和两端部的突出部1a与突出部2a的距离可以不同。
此外，可以是，如图10所示，将固定电极3a做成弯曲的形状，将可动电极2中的与固定电极3a对置的面做成凸形状，将固定电极1做成棒状。此外，在图9、图10所示的例子中，固定电极3a等也可以弯曲为圆弧状。
此外，可以是，将固定电极3a相对于可动电极2配置在与固定电极1相同侧。例如，可以如图11所示那样，将棒状的电极的中央部作为梳齿状的固定电极1，将两端部作为固定电极3a，将可动电极2中的与固定电极1对置的中央部做成梳齿状，将与两端部的固定电极3a对置的面做成平坦面。此外，在图11中，固定电极1和固定电极3a也可以分体而构成。
此外，静电致动器也可以具备多个图1等所示的结构。在将图1所示的结构在图1的纸面上下方向上配置了n个的情况下，Di＝nl(1/g)i－1。
此外，也可以通过作用在电极对6的电极间的静电力以外的力来降低可动电极2的非线性振动。例如，也可以如图12所示那样，在可动电极2及固定部3中的相互对置的面形成磁铁8、9，通过形成于可动电极2的磁铁8与形成于固定部3的磁铁9的吸引力来降低可动电极2的非线性振动。
此外，在上述第3实施方式中，也可以如图13所示那样，在固定电极21a中的与质量部31a、32a对置的面形成狭缝21b。此外，也可以如图14所示那样，将固定电极21a及质量部31a、32a中的相互对置的部分做成梳齿状，将梳齿的端部和对置于该端部的部分作为挤压型的电极对。在图13、图14所示的结构中，由于当质量部31a、32a位移时，固定电极21a与质量部31a、32a之间的气体从狭缝21b及梳齿的间隙排散，所以能够降低气体的粘性对于质量部31a、32a的位移的影响。

Claims (12)

1.一种静电致动器，具备固定电极(1、22b、23b)和可动电极(2、30)，上述固定电极为棒状并且具有沿长度方向延伸的面，上述可动电极为棒状并且具有沿长度方向延伸且与上述固定电极的上述沿长度方向延伸的面相对置的面，其特征在于，
上述可动电极能够相对于上述固定电极及固定部(3、20)位移；
上述静电致动器在上述可动电极与上述固定部之间作用有吸引力；
将上述固定电极作为第1固定电极(1、22b、23b)；
上述固定部的具有棒状的形状的一部分被作为第2固定电极(3a、21a)；
在上述第1固定电极，从与上述可动电极的上述沿长度方向延伸的面相对置的上述第1固定电极的上述沿长度方向延伸的面的一端侧起，形成有多个向垂直于上述长度方向的第1方向突出的第1突出部；
在上述可动电极，从与上述固定电极的上述沿长度方向延伸的面相对置的上述可动电极的上述沿长度方向延伸的面的一端侧起，形成有多个向上述第1方向突出的第2突出部；
上述多个第1突出部和上述多个第2突出部在沿着上述长度方向的第2方向上交替地排列；
上述第2固定电极在一端侧具有沿着上述第2固定电极的长度方向延伸的平坦面；
在上述可动电极的另一端侧，具有沿着上述可动电极的长度方向延伸且与上述第2固定电极的上述平坦面相对置的平坦面；
第1电极对(5)包括上述第1固定电极和上述可动电极；
第2电极对(6)包括上述第2固定电极和上述可动电极。
2.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，
上述第1固定电极和上述第2固定电极分体而构成。
3.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，
上述第1固定电极和上述第2固定电极一体地构成。
4.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，
在上述第1固定电极，形成有朝向上述可动电极突出的第1突出部；
在上述可动电极，形成有朝向上述第1固定电极突出的第2突出部；
上述第1突出部及上述第2突出部的至少某一方形成有多个，在与突出方向垂直的方向上排列；
上述可动电极能够在上述第1突出部及上述第2突出部的突出方向上位移；
上述可动电极在该突出方向上位移，从而上述第2电极对的电极间距离变化。
5.如权利要求4所述的静电致动器，其特征在于，
通过将上述第1突出部及上述第2突出部分别形成多个，使上述第1固定电极及上述可动电极分别成为梳齿状。
6.如权利要求4所述的静电致动器，其特征在于，
上述第1固定电极、上述第2固定电极、上述可动电极被做成相对于与上述第1突出部、上述第2突出部的突出方向平行的轴而对称的形状。
7.如权利要求4所述的静电致动器，其特征在于，
上述第1突出部和上述第2突出部等间隔地排列。
8.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，
上述第2固定电极相对于上述可动电极被配置在与上述第1固定电极相反侧。
9.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，
上述第2固定电极相对于上述可动电极被配置在与上述第1固定电极相同侧。
10.一种物理量传感器，在使驱动重物驱动振动时被施加物理量的情况下，检测用可动电极与检测重物一起位移，由此，基于上述检测用可动电极与检测用固定电极之间的距离变化来检测物理量，其特征在于，
具备权利要求1所述的静电致动器。
11.如权利要求10所述的物理量传感器，其特征在于，
在上述固定部中的与上述可动电极对置的面，形成有狭缝(21b)。
12.如权利要求10所述的物理量传感器，其特征在于，
上述固定部及上述可动电极中的相互对置的部分被做成梳齿状。
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